直齿锥齿轮传动设计 锥齿轮是圆锥齿轮的简称,它用来实现两相交轴之间的传动,两轴交角S 称为轴角,其值可根据传动需要确定,一般多采用90°
锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上,轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小,如下图所示
由于这一特点,对应于圆柱齿轮中的各有关”圆柱”在锥齿轮中就变成了"圆锥”,如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等
锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式
直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单,但噪声较大,用于低速传动(<5m/s);曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点,用于高速重载的场合
本节只讨论S=90°的标准直齿锥齿轮传动
齿廓曲面的形成 直齿锥齿轮齿廓曲面的形成与圆柱齿轮类似
如下图所示,发生平面1 与基锥2 相切并作纯滚动,该平面上过锥顶点O 的任一直线OK 的轨迹即为渐开锥面
渐开锥面与以O 为球心,以锥长R 为半径的球面的交线AK 为球面渐开线,它应是锥齿轮的大端齿廓曲线
但球面无法展开成平面,这就给锥齿轮的设计制造带来很多困难
为此产生一种代替球面渐开线的近似方法
锥齿轮大端背锥、当量齿轮及当量齿数 (1) 背锥和当量齿轮 下图为一锥齿轮的轴向半剖面,其中DOAA 为分度锥的轴剖面,锥长OA 称锥距,用R 表示;以锥顶O 为圆心,以R 为半径的圆应为球面的投影
若以球面渐开线作锥齿轮的齿廓,则园弧bAc 为轮齿球面大端与轴剖面的交线,该球面齿形是不能展开成平面的
为此,再过A 作O1A⊥OA,交齿轮的轴线于点O1
设想以OO1 为轴线,以O1A 为母线作圆锥面O1AA,该圆锥称为锥齿轮的大端背锥
显然,该背锥与球面切于锥齿轮大端的分度圆
由于大端背锥母线1A 与锥齿轮的分度锥母线相互垂直,将球面齿形的圆弧bAc 投影到背锥上得到线段b’Ac',圆弧bAc 与线段b’Ac'非常接近,且锥距R 与锥齿轮大